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滌棉針織物分散／活性一浴一步法染色工藝優化

來源：印染在線　發布時間：2009年04月15日

滌棉針織物分散／活性一浴一步法染色工藝優化

南通紡織職業技術學院潘云芳東麗酒伊織染南通有限公司葉宗保

【摘要】通過對分散染料、活性染料的選擇，染色PH值、最高染色溫度的確定，優選出適合弱堿性與中性條件下一浴一步法染滌棉混紡針織物的工藝，可提高滌棉針織物的染色牢度、提高勻染性、降低成本，具有較大的應用前景。【關鍵詞】分散活性一浴一步法工藝β-環糊精染色堿

1前言滌棉混紡織物，既具有纖維素纖維吸濕透氣的功能，又具有滌綸纖維良好的保型性，極佳的懸垂性、免燙性和染色牢度，深受人們的喜愛。滌棉針織物一般采用兩浴法進行染色，但這種方法工藝繁雜、能耗大、對色困難。隨著人們對環境保護和能源保護意識的增強，以及分散染料堿性浴染色的發展[1]，滌棉混紡織物或交織物用分散／活性染料的一步法染色，通過減少染色周期的時間、降低能量和水的消耗，還通過免除保險粉的還原清洗過程，具有超常規染色工藝的優點” [2]。在分散／活性一浴一步工藝中應注意到許多影響因素，特別關鍵的是染料的選擇，所用活性染料在不同的PH值和溫度下要保持穩定．即高溫堿性條件下一方面染料不發生水解，另一方面所用的活性染料不與分散染料發生化學作用；同時所用染料在染色條件下具有較高的上染百分率和固色率，這樣可提高染料的利用率并且染色牢度不受影響?；钚匀玖系姆€定性主要歸因于活性基團的穩定性，低反應性活性染料一般在堿性和80℃條件下進行染色。染色可在較高溫度下進行，從而真正實現了T／C混紡一浴一步染色，縮短了工藝流程也簡化了染色工藝。2試驗2．1實驗材料滌棉針織汗布CVC45／55(采用煮漂一步法進行前處理加工) 分散染料、活性染料、勻染劑YL—17、皂洗劑GDW染色堿儀器高溫常壓甘油染樣機、電子測色配色儀、染色震蕩儀各種牢度測試儀2．2實驗結果與分析弱堿性染浴2．2．1分散染料的選擇依據：分別

在不同PH、勻染劑、電解質用量變化及溫度大小等情況下，測出分散染料在滌棉染色的K／S值．與同種染料理想工藝條件染色后K／S值大小的比較，確定最佳試驗方案。經實驗結果分析，選擇出適合分散／活性一浴法染色的堿性浴染色的分散染料，如分散ERD系列較適合。2、染色PH值采用有機染色堿調節PH=9左右。3、采用勻染劑YL-17能有效控制分散染料的聚集，減少色花現象，但因緩染使上色率較低。4、電解質采用硫酸鈉較好。5、染色溫度以125℃最適宜。2．2．2活性染料的選擇依據：分別采用活性染料在理想工藝條件和高溫125℃染色后所得K／S的比較，％K／S表示用一步法條件染色織物的K／S值和用標準條件染色織物的K／S的比率，小于100的％K／S表示在高溫堿性條件下的染色織物比在推薦條件下的染色織物為淺。實驗中采用了推薦的染色條件，和用125℃不同工藝條件下的染色織物之間的色澤深度的比較，按照活性基來選擇。選擇K(一氯均三嗪)、KN型(乙烯砜型)和雙活性基型B型和KE型活性染料在不同染色工藝條件下的上色率的比較。為了了解活性染料在一浴法染色中的固著性能，對滌棉混紡織物采用活性染料125℃高溫染色固色．活性染料濃度為3％，并與理想工藝條件下染色結果進行比較，找出適合弱堿性浴條件和中性浴條件染色的活性染料。實驗中分別采用三種不同染色工藝：理想工藝、高溫堿性工藝、高溫中性工藝．對

不同類型染料進行實驗。由實驗可看出，黑體的染料比較適合弱堿性或中性條件染色。其中有些活性染料在C工藝條件下染色的相對K／S值較高，適合中性浴染色。部分B型活性染料在中性條件下比在弱堿性條件下具有比較高的K／S值，這主要是因為高溫堿性條件下染料容易水解，因而固色率低。而中性條件下，染料相對于堿性條件下得色率高是因為染料不水解。此時染料與纖維間通過分子間的作用力和氫鍵結合。B活性染料在高溫堿性條件下更易水解。而KE型尤其KD

型比較適合高溫染色工藝。

這主要與它們的化學結構有關，具有兩個一氯均三嗪型活性基團，化學性質穩定有關，可以用KD型進行高溫一浴法染色。

2．2．3一浴一步法與兩浴兩步法的比較

(1)染色處方：織物4克

分散染料 2％(對織物重)

活性染料 2％(對織物重)

染色堿 10g／l

氯化鈉 25g／l

勻染劑1g／l

浴比 1：15

(2) 工藝流程：

表1一浴一步法(A)與兩浴兩步法(B)對滌棉織物染色性能的影響

染料名

工藝

方法

△L﹡

△C﹡

△H﹡

K／S

％K／S

B-ERD2％活性

KE-4BD蘭2％

LG R-ERD

活性KE-3B紅

LG B-ERD2％

活性K-GL蘭2％

LG R-ERD2％活性

KE-3G大紅2％

LG R-ERD4％

活性KE-3B紅4％

LG B-ERD4％

KE-4BD蘭4％

-1.57

-1.63

-2.16

-1.85

-0.93<

-0.82

-1.41

-1.15

-4.80

-4.32

-3.58

-3.59

0.30

0.22

5.25

4.90

1.00

1.16

2.26

3.9O

5.36

4.85

-0.37

-0.81

-0.83

-0.82

0.98

0.70

-1.07

-l.13

8.00

8.44

1.92

1.79

-2.75

-2.6l

2.7453

31055

2.5628

3.6154

1.6646

1.6710

2.25

2.7016

4.1024

7.6572

4.4715

6.0890

100

(3)分析：從上染料一浴一步法與兩浴兩步法的染色性能比較看，兩浴兩步法所得到顏色深度明顯要高于--浴一步法，這主要是因為在兩浴兩步法中，染料不會水解，所以縮短其色深差別，主要通過防止染料水解來實現。因此在染色過程中償試著用β-環糊精作助劑，提高染色深度。2．2．4β-環糊精對分散／活性一浴法工藝的影響 (1)我們選擇分散紅R

-ERD和活性紅KE-3B進行進一步實驗。 β-環糊精是淀粉在葡基轉移酶的作用下，降解而得到的。它是一種錐形筒狀分子．內部呈疏水性，外部為親水性。它很容易與某些分子大小及理化性能與它匹配的有機分子形成包合物。作為一種簡單的大分子，環糊精具有范圍極廣的客體，如有機分子、無機分子、配合物。甚至稀有氣體，提高分子問的作用，如范德華力、氫鍵、疏水作用、靜電作用、電荷轉移等形成主一客包合物。在包合過程中，幾種力往往同時起作用。作為環糊精最重要的功能，在客體被包合后，形成微膠囊化，起穩定性、揮發性、溶解度及反應性能均獲得改善，是普通膠囊所不能比擬的。分散染料用環糊精包合后，可增加染料的溶解度，提高上染率，提高染液的竭染率，提高染色的勻染性。環糊精與纖維的結合方式：對纖維索來說，將活性交聯劑和環糊精結合使用，制成反應性環糊精；對滌綸，可采用含疏水性(烴鏈)加固基團的環糊精溶于水。 (2)實驗部分： β-環糊精對染料染色性能的影響實驗 ①處方 A B C 活性染料KE-3B紅 2％(owt)2％(owf)2％(owf 染色堿 25ml／L 25ml／L 25ml／L NaCl 50g／L 50 g／L 50g／L β-CD 2．5g／L 一氯均三嗪β-CD 2．5g/L②工藝條件125℃30min80℃保溫1Omin降溫水洗

表2β-環糊精對染料染色性能的影響

(預先將β-環糊精與染料混合3小時后染色)

染料名

工藝

方法

△L﹡

△C﹡

△H﹡

K／S

％K／S

活性KE-3B紅2％分散R-ERD2％分散R-ERD2％活性KE-3B2％性深藍AEH2％

分散藍B-ERD2％活性深藍AEH2％分散藍B-ERD2％

A B C A B C A B C A B C A B C

A B C

-0.72 -0.77 -0.63 -0.61 -0.47 -0.64 1.67 1.09 1.95 0.75 0.73 0.72 -O.83 -0.77 -0.78 0.03 0.13 0.03

0.66 0.79 0.84 -1.12 -1.11 -1.29 5.24 5.22 6.41 0.22 O.19 0.26 1.11 O.92 0.79 1.14 0.94 1.13

0.41 0.44

0.54 -0.61 0.51 -0.54 3.5l 2.98 3.02 0.08 O.17 0.01 0.90 0.99 0.75 0.26 0.23 0.15

1.7523 1.8793 1.7785 1.4229 1.4334 1.3846 3.2364 3.4783 3.2975 0.6865 O.6564 0.6500 1.3840 1.6381 1.4621 1.886l 1.9317 1.9125

100 107 101 100 1O1 97 100 107 101 100 95 95 1OO 118 106 100 102 101

(3)分析：從表可看出：β-環糊精無論對性染料、分散染料單獨染色以及活性染料+分散料混合一浴一步染色都有增深作用，且勻染效也非常明顯。而β-環糊精的衍生物一氯均三嗪β-CD效果不明顯也不顯著，所以我們對深色列再做進一步實驗。實驗表明：不同的堿劑條件下，β-環糊精無論對活性染料、分散染料單獨染色以及活性染料+分散染料混合一浴一步染色都有增深作用，且勻染效果也非常明顯。但在染色堿存在下，β-環糊精的效果更好。

可能因為在PH值恒定條件，對β-環糊精的包合效果更穩定。中性浴染色2．2．5活性染料選擇因為活性染料與分散染料同浴進行染色，因此不能選用乙烯砜等類型的堿性浴活性染料，而應選用可在中性條件下與分散染料同浴染色的活性染料。中性活性染料的活性基團為菸酸均三嗪(國內稱B型或AEH型活性染料)，它的反應性主要與染浴PH值、溫度有關。經試驗，在PH值6．5-7．5范圍內得色率最高；且溫度越高，反應性越強，在110-130℃時達到最高點，即得色率最高。因而這種染料適合與分散染料中性同浴染色。2．2．6活性染料中性條件染色性能實驗(1)理想工藝(A工藝)：工藝流程：在規定溫度下．染化料入染．。加鹽后20分鐘，加純堿固色40分鐘，降溫后處理。處方：活性染料3％氯化鈉、50g／l純堿．40g／l(2)高溫中性工藝(B工藝)：125℃染色30分鐘后降溫到80℃保溫10分鐘，降溫后處理處方：活性染料3％硫酸鈉20g／l(3)實驗表明：活性翠藍KN-G，活性黃KD-3G,活性翠藍AEH在中性條件(B工藝)下，得色率比其它染料都高，主要因為KN型是耐酸不耐堿。KD型是雙一氯均三嗪型，AEH型是乙烯砜和一氯均三嗪雙活性基團，同類型中性能有差異可能因為各種染料母體結構不同，造成化學穩定性也不一樣。2．2．7分散／活性中性染色工藝(1)工藝處方(g／l)分散染料2％(owf) 活性染料3％(owf)PH調節劑1 分散勻染劑0．5—2元明粉 30(2)染色工藝曲線

表三分散/活性中性染色

染料名

L﹡

C﹡

H﹡

K／S

活性黃KD-3G

分散黃ERD 活性翠藍KN-G

分散藍ERD 活性翠藍AEH

分散黃ERD

80.34

50.64

52.87

62.32

36.68

32.96

86.99

210.94

220.73

7.8902

9.3345

4.9732

染中深色時，如后處理不當，會導致染色牢度降低，所以需充分洗凈。先熱水洗，去除多余的元明粉及浮色，再熱水皂洗，完全去除浮色。

固色：B型和AEH型染料染中深色時，為提高染色牢度。需進行固色處理。選用反應型染料固色劑2-4g／l，60℃ 20min。

2．2．8染色牢度測試

表4染色牢度測試

皂洗牢度摩擦牢度原樣變色棉布沾色干濕

活性黃KD-3G 分散黃ERD 活性翠藍KN—G 分散藍ERD 活性翠藍AEH 分散黃ERD

4—5 4—5 4—5

4-5

4 4

5 4 4

4-5

4 4

3結語3．1分散染料ERD系列較適合分散／活性一浴法染色的堿性浴染色，染色PH值采用有機染色堿調節PH=9左右，電解質采用硫酸鈉較好，染色溫度125℃最適宜，采用勻染劑YL-17能有效控制分散染料的聚集，減少色花現象，但因緩染使上色率較低。3．2KD型活性染料比較適合高溫染色工藝，這主要與它們的化學結構有關，具有兩個一氯均三嗪型活性基團，化學性質穩定有關，部分B型活性染料在中性條件下比在弱堿性條件下具有比較高的K／S值，這主要是因為高溫堿性條件下染料容易水解，因而固色率低。而中性條件下，染料相對于堿性條件下得色率高是因為染料不水解，此時染料與纖維間通過分子間的作用力和氫鍵結合。3．3弱堿性染浴中，不同的堿劑條件下，β-環糊精無論對活性染料、分散染料單獨染色以及活性染料+分散染料混合一浴一步染色都有增深作用，且勻染效果也非常明顯。但在染色堿存在下，β-環糊精的效果更好。可能因為在PH值恒定條件，對β-環糊精的包合效果更穩定。3．4中性工藝中，活性翠藍KN-G，活性黃KD-3G，活性翠藍AEH在中性條件(B工藝)下，得色率比其它染料都高，主要因為KN型是耐酸不耐堿，KD型是雙一氯均三嗪型，AEH型是乙烯砜和一氯均三嗪雙活性基團，同類型中性能有差異可能因為各種染料母體結構不同，造成化學穩定性也不一樣。3．5分散／活性一浴一步法工藝在選擇適合不同條件下的染化料助劑情況下，此工藝在弱堿性和中性條件下是可行的。參考文獻【1】馮海濤等，滌棉混紡織物一浴一步法染色分散染料的選擇，蘇州絲綢工學院學報。第20卷第5期【2】Y．

Yang，S．1i．Single-bath,one-stepdyeing0f polyester／cottonwithdisperse／reactivedyes．IC&E．1998。420【3】馬海濤等，滌棉紡織物分散/活性一浴一步法染色的發展，紡織工程【4】楊軍等，活性染料染色用PH滑動劑的開發和應用．印染助劑，2002年8月第19卷第4期【5】崔浩然，提高活性染料浸染濕牢度與日曬牢度的途徑．染整技術，2003年8月，第25卷第4期?！?】趙欣等，滌棉織物分散／活性堿性一浴一步法染色工藝的探討，紡織學報，第24卷，第二期?！?】季叢元，分散/活性浸染一浴法生產實踐，印染．2002，第8期【8】雷獻玉等，ArgazolNF活性染料滌棉一浴法染色．印染，2002。第9期【9】劉維群滌棉針織物一浴一步法染色工藝，印染．2004，第30卷5期【1O】王蕾等環糊精整理織物的技術開發。印染，2004．第30卷8期